Cómo saber que frecuencia de corte escoger para eliminar ruido electrónico?

[Agler Cueva]

Buenas tardes, tengo una duda que no me deja dormir.
Como puedo saber que frecuencia de corte escoger para eliminar ruido electónico?
Yo vivo donde la electricidad me llega a 60 Hz, por ese motivo a mi circuito le incluí un filtro de 40 Hz, pero, si le coloco a menos? y cuanto menos podría ser?
Además, hay alguna relación de la frecuencia de corte con la frecuencia de muestreo? mi frecuencia de muestreo es de 0.5 segundos, si el filtro lo coloco a 1 Hz habría problemas?, talvez con la amplitud o fase?

Ojo, mi pregunta es que criterio tener para escoger la Fc, no como diseñar uno, porque si se diseñarlo, mi problema está en que no se que frecuencia escoger. Cuál sería el límite mínimo si lo hay, porque he visto que existe ruido por casi todo. Supongo una manera es ver con un osciloscopio el ruido pero no tengo.

Agradecería mucho su ayuda, recomendaciones a un libro, pagina , video, o sus consejos me sería de mucha ayuda. Gracias de antemano

 

[Dr. Zoidberg]

Además, hay alguna relación de la frecuencia de corte con la frecuencia de muestreo? mi frecuencia de muestreo es de 0.5 segundos

Teorema de Shannon-Nyquist (o Teorema del Muestreo): La frecuencia de muestreo siempre debe ser superior al doble de la máxima frecuencia presente en la señal muestreada.
Con esto en mente, si vos muestreás a 2Hz (cada 0.5 segundos), la máxima frecuencia de la señal a muestrear debe ser inferior (y por lo general MUY inferior) a 1Hz. Y debe ser MUY inferior por que a menos que pongas un filtro con una pendiente de corte MUY alta (filtro pasabajos de muy alto orden o un filtro elíptico/Cauer de orden mediano) se te van a colar componentes espectrales que no cumplen el Teorema del Muestreo y te van a provocar aliasing cuando reconstruyas/proceses la señal muestreada.

 

[unmonje]

Buenas tardes, tengo una duda que no me deja dormir.
Como puedo saber que frecuencia de corte escoger para eliminar ruido electónico?
Yo vivo donde la electricidad me llega a 60 Hz, por ese motivo a mi circuito le incluí un filtro de 40 Hz, pero, si le coloco a menos? y cuanto menos podría ser?
Además, hay alguna relación de la frecuencia de corte con la frecuencia de muestreo? mi frecuencia de muestreo es de 0.5 segundos, si el filtro lo coloco a 1 Hz habría problemas?, talvez con la amplitud o fase?

Ojo, mi pregunta es que criterio tener para escoger la Fc, no como diseñar uno, porque si se diseñarlo, mi problema está en que no se que frecuencia escoger. Cuál sería el límite mínimo si lo hay, porque he visto que existe ruido por casi todo. Supongo una manera es ver con un osciloscopio el ruido pero no tengo.

Agradecería mucho su ayuda, recomendaciones a un libro, pagina , video, o sus consejos me sería de mucha ayuda. Gracias de antemano

Si quieres ver ruido eléctrico, a manera de experiencia y tienes un osciloscopio analógico al menos respetable, lo pones en 1 mv x cuadradito y haces circular un poco de corriente por alguna resistencia vieja de carbón que tengas por ahi y sino pides alguna prestada a algun equipo viejo.
Podrás ver en la imagen, junto al ruido eléctrico de tu propio instrumento, también el "ruido" (perturbación) que produce los electrones al impactar con los átomos de carbón. Algo parecido a cuando encendías el televisor analógico en algun canal vacante.

 

[Agler Cueva]

Teorema de Shannon-Nyquist (o Teorema del Muestreo): La frecuencia de muestreo siempre debe ser superior al doble de la máxima frecuencia presente en la señal muestreada.
Con esto en mente, si vos muestreás a 2Hz (cada 0.5 segundos), la máxima frecuencia de la señal a muestrear debe ser inferior (y por lo general MUY inferior) a 1Hz. Y debe ser MUY inferior por que a menos que pongas un filtro con una pendiente de corte MUY alta (filtro pasabajos de muy alto orden o un filtro elíptico/Cauer de orden mediano) se te van a colar componentes espectrales que no cumplen el Teorema del Muestreo y te van a provocar aliasing cuando reconstruyas/proceses la señal muestreada.

Lo que tu me quieres decir es que la frecuencia de corte debe ser mayor a la frecuencia de muestreo para evitar mala reconstrucción de la señal debido a la pendiente del filtro?

 

[Scooter]

¿Sabes que tienes ruido o supones que tienes ruido?
El mejor filtro es el que no se pone porque no hace falta.

Una vez que sepas que ruido tienes pones un filtro que lo elimine.

De cualquier modo muestreado a 2Hz quiere decir que tú señal es "continua". La frecuencia de muestreo ha de ser como poco poquísimo el doble de lo que esperas medir así que será que tú señal es continua o que es de 1Hz o menos

 

[Agler Cueva]

Mi señal es la de un sensor de temperatura, y por eso quería ponerle filtro.
Esta cubierta de ruido estático porque hay muchos motores alrededor, obviamente un sensor no tiene frecuencia, se podría considerar continua creo yo, pero aun asi mi punto es que tan bajo podría considerar la frecuencia de corte. Entiendo lo que me dicen, dependiendo del ruido escojo la frecuencia de corte, pero si quisiera colocar de 1 hz la fc estaría bien? o algo me lo impediría (claro hablando teóricamente ya que tal-vez la resistenCIa o algo me lo impediria realizar)

 

[Fogonazo]

Mi señal es la de un sensor de temperatura, y por eso quería ponerle filtro.
Esta cubierta de ruido estático porque hay muchos motores alrededor, obviamente un sensor no tiene frecuencia, se podría considerar continua creo yo, pero aun asi mi punto es que tan bajo podría considerar la frecuencia de corte. Entiendo lo que me dicen, dependiendo del ruido escojo la frecuencia de corte, pero si quisiera colocar de 1 hz la fc estaría bien? o algo me lo impediría (claro hablando teóricamente ya que tal-vez la resistenCIa o algo me lo impediria realizar)

Eso depende de la señal de salida del sensor, hay sensores que entregan una señal alterna función de lo que está midiendo.

Si TU sensor es un termistor, puede hacer un filtro pasa-bajos de una frecuencia de corte de 0,01Hz, por ejemplo.

También habría que analizar el cableado del sensor, tal ves lo indicado sería un sensor con salida balanceada

 

[Scooter]

El problema de los filtros de tan baja frecuencia es que tardan mucho en llegar a su tiempo de estabilización y tardan en responder a los cambios de la señal.
En general la temperatura es una señal que cambia muy lentamente por lo que puede que no te importe. O si.
También puedes hacer un filtro por software aunque tendrás problemas similares al expuesto.

Otra cosa además es que para un filtro de 0,01Hz vas a necesitar un condensador enorme que puede que no te quepa en el sitio.

Haz capturas del ruido y estima por donde anda, filtrar "cuanto más mejor" no me parece buena idea, yo soy de la opinión de "filtrar lo justo". Si son motores la fiesta andará por los 50Hz y si van controlados por variadores, pwm etc entonces la fiesta puede estar en los kHz si no llevan buenos filtros.
Yo no haría un filtro por debajo de los 25Hz si no es estrictamente imprescindible, y llegados a ese punto lo mismo veía de apantallar el cable del sensor o bien cambiar el sensor por otro menos susceptible al ruido.

 

[Agler Cueva]

El problema de los filtros de tan baja frecuencia es que tardan mucho en llegar a su tiempo de estabilización y tardan en responder a los cambios de la señal.
En general la temperatura es una señal que cambia muy lentamente por lo que puede que no te importe. O si.
También puedes hacer un filtro por software aunque tendrás problemas similares al expuesto.

Otra cosa además es que para un filtro de 0,01Hz vas a necesitar un condensador enorme que puede que no te quepa en el sitio.

Haz capturas del ruido y estima por donde anda, filtrar "cuanto más mejor" no me parece buena idea, yo soy de la opinión de "filtrar lo justo". Si son motores la fiesta andará por los 50Hz y si van controlados por variadores, pwm etc entonces la fiesta puede estar en los kHz si no llevan buenos filtros.
Yo no haría un filtro por debajo de los 25Hz si no es estrictamente imprescindible, y llegados a ese punto lo mismo veía de apantallar el cable del sensor o bien cambiar el sensor por otro menos susceptible al ruido.

A ver a ver; me dices que mientras menos es la frecuencia de corte es mayor el tamaño del capacitor? por que motivo? creía que solo se necesitaba saber el voltaje a la que esta expuesto el capacitor para saber que capacitor colocar; o talvez te refieres al valor del capacitor? pero para el diseño yo escojo 200 nF y luego calculo la resistencia .

 

[Fogonazo]

A ver a ver; me dices que mientras menos es la frecuencia de corte es mayor el tamaño del capacitor?

Si

por que motivo?

Sale de la fórmula de cálculo de filtros de primer orden

​

creía que solo se necesitaba saber el voltaje a la que esta expuesto el capacitor para saber que capacitor colocar;

Se está hablando (Escribiendo) sobre el elemento "Activo" del Filtro, en este caso el capacitor que varía su reactancia en función de la frecuencia.
Los demás componentes del filtro NO se ven afectados por el cambio de la frecuencia

 

[Scooter]

...pero para el diseño yo escojo 200 nF y luego calculo la resistencia .

Pues se hace al revés. Eso es como si eliges primero la cuerda, a partir de ella la argolla y luego con eso amarras un barco cualquiera. No es así, el tamaño del barco te da el tamaño de la cuerda y el de la argolla.
Cómo a mí me viene bien, elijo una cuerda ∅10mm, compro una argolla de ∅50mm de acero y con ellos amarro un transatlántico... Se va a soltar el barco.

Dime cuánta corriente has de drenar y eso te dará la impedancia de la resistencia y del condensador.
Como la impedancia del condensador depende de la frecuencia y la capacitancia, conociendo la frecuencia...

Osea, tengo un equipo que consume tanto,.eso da una impedancia de cuanto lo que lleva a este condensador.